水处理消毒技术可以分为物理消毒和化学消毒两大类，物理消毒包括紫外线消毒、膜过滤、加热、冷冻、辐射和微波消毒等;而常用化学消毒剂有氯、二氧化氯、臭氧、氯胺等，而消毒副产物、贾第鞭毛虫以及难降解有机物污染等，都对水处理技术提出了更多的挑战。　　1、消毒副产物。
　　首先是臭氧消毒。这种方式以往应用较多，它主要是利用其强氧化性，破坏微生物的细胞壁使其立刻死亡。臭氧消毒本身不产生卤代烷，但是生成的其它消毒副产物如醛、酮、醇等若经氯化，也会产生三卤甲烷。
　　而氯消毒对细菌的作用是破坏其酶系统，导致细菌死亡，对病毒的作用主要是对核酸破坏的致死性作用。20世纪70年代后，人们发现饮用水氯消毒后，水中含有具有致癌、致畸、致突变的THMs等有害消毒副产物，从而影响饮用水水质安全性。至今已知的消毒副产物已经有500种以上，虽然绝大多数的浓度只有微克/升，但THMs的致癌性却不容忽视。
　　如何避免有害消毒副产物的产生呢?理论是可以通过预处理去除THMs前驱物，但是彻底清除难度非常大。人们开始关注紫外线消毒，紫外线消毒不向水中增加任何物质、不增加水的嗅和味、没有副作用、不产生有毒有害的副产物、消毒速度快、效率高、操作简单、便于运行管理和实现自动化运行，这都是它优于化学消毒的地方。
　　2、贾第鞭毛虫和隐孢子虫
　　隐孢子虫繁殖很快，从体内排出后又形成新的污染源，通常的人感染症状为腹痛、严重腹泻、食欲不振等，免疫力弱时严重的还会失去生命。隐孢子虫为孢子虫类的原生动物，寄生于哺乳动物、乌类及鱼类的胃肠道及呼吸道内，传染方式为经口腔摄入了隐孢子虫的卵囊，水是最重要的传播途径。
　　水中贾第鞭毛虫和隐孢子虫引起的疾病爆发，被归因为市政自来水厂的加氯消毒。据美国自来水协会统计，美国发生隐孢子虫事故10次，英国发生21次，加拿大发生4次。贾第虫和隐孢子虫具有抗氯性，特别是隐孢子虫，常规氯消毒几乎不起作用，欲灭活90%，需要80mg/L浓度的氯接触90分钟，因此采用更有效的消毒方式以保证饮用水安全十分必要。
　　研究证明，紫外线消毒技术对近些年发现的致病性病原微生物贾第虫和隐孢子虫具有良好的灭活效果，使用低压汞灯和中压汞灯均能有效地灭活隐孢子虫，38mJ/cm2的辐射剂量就能达到99.99%的杀灭率。另外，波长为185nm的真空紫外线(V-UV)能产生臭氧，臭氧是一种强氧化剂，能破坏存在于空气中或水中的微生物的细胞壁，使微生物立刻死亡。
　　3、难降解有机物污染问题
　　冶金、化工、造纸与制药等行业所排放的难降解的有机污染物多含有多环芳烃、有机氯化物、氯代酚类及一些高分子物质，导致废水毒性大、难以被微生物降解、处理难度大等一系列问题。
　　高级氧化技术是一种可以有效地处理难降解有机废水的方法，即利用在一定条件下产生的具有很强氧化能力的自由基，如羟基自由基(•OH)，其氧化电位非常高(3.06V)，氧化能力强于臭氧(2.07V)和氯气(1.36V)，能强化分解水中的有机污染物，可用于水源污染较重和水质要求较高的情况。